Proyecto de diseño de robot melocotón con navegación automática
La industria del durazno es un gran negocio en el estado de Georgia, con más de 130 millones de libras de duraznos producidos cada año con un valor en la finca de más de $ 71 millones.
Sin embargo, su cultivo es complejo y un proceso intensivo manualmente. En un proyecto diseñado para resolver este problema, el Georgia Tech Research Institute (GTRI) ha desarrollado un robot inteligente diseñado para manejar las tareas humanas de raleo y poda de árboles de durazno, lo que podría resultar en ahorros de costos significativos para las granjas de duraznos en Georgia.
El robot utiliza un sistema de detección LIDAR y un GPS altamente especializado la tecnología navegar por los huertos de melocotoneros y mantenerse alejado de los obstáculos. El sistema LIDAR determina distancias apuntando a un objeto con un láser y midiendo la cantidad de tiempo que tarda el rayo láser en reflejarse, mientras que la tecnología GPS mide ubicaciones tan específicas como una fracción de pulgada.
Una vez en un melocotonero, el robot usa una cámara 3D incorporada para determinar qué melocotones necesitan ser removidos y agarra los melocotones usando un dispositivo en forma de garra, conocido como efector final, que está conectado al final de su brazo.
"La mayoría de la gente está familiarizada con la recolección de fruta y la recogida en el mercado", dijo Ai-Ping Hu, un ingeniero de investigación senior de GTRI que dirige el proyecto de diseño de robots. "Pero en realidad hay mucho más por hacer antes de ese punto en el ciclo de cultivo".
El robot aborda dos componentes clave del ciclo de cultivo del durazno: la poda y el raleo de árboles.
La poda se refiere a la eliminación selectiva de ramas antes de la temporada de crecimiento de primavera, que generalmente ocurre desde mediados de mayo hasta principios de agosto, y tiene muchos propósitos, incluida la exposición de más áreas de la superficie interior de los árboles frutales a la luz solar y la eliminación del crecimiento más viejo no deseado para permitir nuevo crecimiento para prosperar mejor. Mientras tanto, el adelgazamiento se produce cuando los melocotones pequeños o sin desarrollar, conocidos como melocotones, se eliminan de los árboles de melocotón para permitir que crezcan melocotones más grandes y mejores, explicó Hu.
No hay robots en el mercado que hayan podido reemplazar completamente a los humanos en la industria del cultivo de duraznos debido a los entornos no estructurados de los huertos de duraznos, que incluyen clima impredecible, terreno irregular y diferentes formas y tamaños de árboles.
Los esfuerzos actuales para automatizar la cosecha de melocotones y otros cultivos especiales hasta ahora no han tenido tanto éxito como los avances en la automatización de cultivos básicos, donde las máquinas pueden recolectar cientos de acres del producto a la vez. Los cultivos básicos incluyen artículos como maíz, trigo y soja.
"Los cultivos especializados todavía dependen mucho del trabajo manual", dijo Hu, "porque todo es tan individualizado y tan único, que ha sido realmente difícil de automatizar".
Para abordar estos problemas únicos, GTRI está explorando formas de incorporar inteligencia artificial y métodos de entrenamiento de aprendizaje profundo para mejorar las capacidades de clasificación de imágenes del robot y el rendimiento general.
GTRI también se ha asociado con Dario Chavez, profesor asociado en el Departamento de Horticultura del Campus Griffin de la Universidad de Georgia en Griffin, Georgia, para explorar más a fondo la automatización inteligente del cultivo de duraznos.
Gary McMurray, ingeniero de investigación principal de GTRI y jefe de división de la División de Tecnologías Sostenibles Inteligentes de GTRI, dijo que el nuevo robot transformará el proceso de cultivo de frutas para muchas granjas que han luchado por cultivar árboles lo suficientemente fuertes como para soportar condiciones ambientales impredecibles.